1、eS醐中国金属学会推荐技术和方法CSM 01 01 02 022006金属拉伸杨氏模量(静态法)测量结果不确定度评定发布日期：2006-04中国金属学会分析测试分会 发布中国金属学会推荐技术和方法金一拉伸杨氏模量(静态法)测量结果不确定度评定CSM 01 01 02 022006*中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码100045网址wwwbzcbscom电话：68523946 68517548中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销*开本8801230 116印张05字数9千字2006年9月第一版2006年9月第一次印刷*书号：1550662-17240定价1400
2、元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话：(01 0)68533533前 言CSM 01 01 02 0220061995年ISO等7个国际组织共同颁布了测量不确定度表示指南(简称GUM)。我国在1999年等同采用GUM，颁布了JJF 1059-1999测量不确定度评定与表示，对测量不确定度评定和表示的通用规则作了规定。GBT 15481-2000，ISO 17025：2005检测和校准实验室能力的通用要求以及CNALAC01；2005检测和校准实验室能力认可准则等技术管理标准中对测量不确定度的评定和表示均有明确的要求。中国实验室国家认可委员会还专门颁布了cNALAR 11：2
3、006测量不确定度政策和CNALAG 06：2003测量不确定度政策实施指南两个文件，为贯彻JJF 1059-1999测量不确定度评定与表示国家计量技术规范明确了要求。 一金属力学性能是金属在力作用下所显示与弹性和非弹性反应相关或涉及应力一应变关系的性能。由于作用力特点的不同，如力的种类、施力方式、应力状态等的不同，以及所处环境的不同，使金属在受力后表现出各种不同的行为。在诸多影响因素中，有些因素对性能的影响比较容易量化，有些则不然。金属力学试验测量结果不确定度评定的专业性和针对性很强。它不仅要求有测量不确定度的理论和必要的数学基础知识，还需要掌握试验方法和试验标准，了解设备的计量检定规范，以
4、及标准物质等综合知识，这些更增加了金属力学试验测量结果不确定度评定的难度。中国金属学会分析测试分会根据cNALAR 11：2006测量不确定度政策中“遵循国际规范的相关要求，与国际相关组织的要求保持一致”和“目标明确、重要先行、循序渐进”原则编写了中国金属学会推荐方法金属力学试验测量结果不确定度评定系列实例，内容包括：金属材料室温拉伸试验测量结果不确定度评定、金属拉伸杨氏模量(静态法)测量结果不确定度评定、钢绞线弹性模量测量结果不确定度评定、金属薄板和薄带塑性应变比(r值)测量结果不确定度评定、金属夏比冲击试验测量结果不确定度评定、金属洛氏硬度试验(HRc)测量结果不确定度评定、金属布氏硬度试
5、验测量结果不确定度评定、金属维氏硬度试验测量结果不确定度评定和金属里氏硬度试验测量结果不确定度评定等9篇，这些实例可为实验室中从事力学试验测量结果不确定度评定研究和具体实践工作的专业人员提供参考。本篇实例介绍了采用一级准确度拉力试验机和05级双引伸计进行试验的金属拉伸杨氏模量(静态法)测量结果不确定度评定的方法。本方法由中国金属学会分析测试分会提出。本方法技术归口单位为中国金属学会分析测试分会。本方法起草单位：钢铁研究总院国家钢铁材料测试中心。本方法主要起草人：邓星临、梁新邦。1被测对象金属拉伸杨氏模量(静态法)测量结果不确定度评定CSM 01 01 02 022006评定强度水平500 Nm
6、m2低碳钢，三次测量平均值为结果的拉伸杨氏模量测量不确定度。2引用文献JJF 1059一1999测量不确定度评定与表示JJG 1391999拉力、压力和万能试验机检定规程GBT 8653-1988金属杨氏模量、弦线模量、切线模量和泊松比试验方法(静态法)GBT 228-2002金属材料室温拉伸试验方法JJF 1103-2003万能试验机计算机数据采集系统评定GBT 12160一2002 单轴试验用引伸计的标定JJG 144 1992标准测力仪检定规程3试验条件1)室温1035；2)拉伸弹性应力增加速率在(1lO)N(mm2s“)范围内。4测量基准试验机的检定是按照JJG 139一1999进行的
7、。使用03级标准测力仪。采用05级平均引伸计测量拉伸变形增量。5测量过程使用意大利Sun20电子拉力试验机。试验机为一级准确度。为克服不同轴对拉伸曲线的影响，采用05级平均引伸计测量拉伸变形增量。试验材料采用低碳钢，强度水平500 Nmm2，试样直径10 mm，标距100 mm的螺纹卡头试样按照GBT 8653-1988进行试验。共进行6次测量，得到一个测量列。6评定结果的使用在室温条件下同强度水平钢材测量结果，可参照本不确定度的评定结果。7数学模型和输入量的标准不确定度评定拉伸杨氏模量E。的定义是：轴向拉伸应力与轴向拉伸应变成线性比例关系范围内的轴向拉伸应力与轴向拉伸应变之比。实际测量过程是
8、：在记录的轴向力一轴向变形曲线直线段上，A、B两点之间的轴向力增量和相应的轴向变形增量按公式计算：E一(笪,S o、kL尘,)CSM 01 01 02 022006式中：E拉伸杨氏模量，Nmm2；F轴向力增量，N；s。试样原始横截面积，mm2；轴向变形增量，mm；L。引伸计标距，mm。71对试样进行测量重复性引起的标准不确定度分项u(rep)的评定一共进行6次测量，得到一个测量列。得到的结果见表1。表1弹性模量测量结果试验次 1 2 3 4 5 6 平均E(Nmm2) 213 000 209 000 208 000 210 000 215 000 214 000 211 500采用A类方法进行
9、评定。实验标准偏差按极差法计算：极差R一7 000 Nram2，当测量次数为6时，极差系数C=253轳号一嚣一2 767 Nmm2根据GBT 8653-1988规定，结果报告三次测定的平均值。(p)一；51：半一1 698 Nram2“。1(”p)一者=075672输入B类不确定度的评定721轴向力增AF的相对标准不确定度分项“一(AF)的评定影响力值的主要因素是试验机示值误差带来的不确定度，其次是标准测力仪带来的不确定度和计算机数据采集系统带来的不确定度。认为室温温度的影响可以忽略不计。也未考虑应变速率的影响。1)试验机示值误差带来的相对标准不确定度“一(F。)10级的拉力试验机示值误差为士
10、1o，按均匀分布考虑一3，则：“。1(F。)一!=j；望一0577432)标准测力仪带来的相对标准不确定度“rel(F2)使用03级的标准测力仪对试验机进行检定。JJG 1441992中没有直接给出标准测力仪的不确定度和最大误差。而是给出了R=03。则其相对标准不确定度为：(F2)一篇一蜡=01063)计算机数据采集系统带来的相对标准不确定度“。t(F3)根据JJF 1103-2003计量技术规范B3中给出，计算机数据采集系统带来的标准不确定度；“。l(F3)一02注：在不采用计算机数据采集系统时应考虑读数的分辨力。读数的分辨力的标准不确定度分项为：读数分辨力的12再除以3(按均匀分布考虑)。
11、数字式显示装置的分辨力为末位的一个数码；模拟式显示装置的分辨力通常为标尺分度的一半。4) 力值的相对标准不确定度“。-(F)CSM 01 01 02 022006“。(F)=百西JF瓦可虿耳i丽 =v厂万可可丽FF瓦可面石F可可耵一0620因为轴向力增量F为A、B两点力值之差，即：F=F一FB所以轴向力增量F的相对标准不确定度分项“。-(F)“。(F)一正百万万干砭i巧万一以磊可可一2(o620弼)2=0877722横截面积的相对标准不确定度分项“。(s。)的评定S。=耐根据GBT 228-2002附录B4中的规定，原始横截面积，测量每个尺寸应准确到士05。按均匀分布考虑一i，则：(d)一生些
12、一o289 43“rel(so)一2“耐(d)一20289=0578723引伸计标距L的相对标准不确定度分项H。(L。)的评定根据GBT 12160-2002中表2的规定，05级引伸计标距相对误差为05。按均匀分布考虑一3。“。(L。)一唑兰一02893724轴向变形增量A的相对标准不确定度分项“。似)的评定根据GBT 12160-2002中表2的规定，05级引伸计在变形小于03 mm时，其绝对误差为士0001 5 mm。按均匀分布考虑=3。 “(L)一掣一0000866mm轴向变形增量为L一与LB两个变形之差，因而 “()=“瓦面i再i叮丽=川孑面一000122 mm本试验轴向变形增量平均为
13、0088 4 mm，则：铀()一糌-1380725修约带来的相对标准不确定度分项口。(oAf)的评定根据GBT 8653-1988中第9章的规定，弹性模量修约一般保留3位有效数字。对于钢修约到1 000 Nmm2。按均匀分布考虑一怕。 (0，)一万淼_01368相对合成标准不确定度的评定输入量的相对标准不确定度汇总见表2。CSM 01 01 02 022006表2输入量的相对标准不确定度汇总表标准不确定度 不确定度来源 相对标准不确定度“。I(rep) 试样测量重复性 0756“饨l(F) 轴向力增量 0877H。1(so) 横截面积 0578“。l(L。) 引伸计标距L。 0289“一()
14、轴向变形增量 1380“d(o，) 修约 0136全部输人量彼此不相关，灵敏系数等于1，相对合成不确定度由下式得： 搬y)一冀(差)2烈铂其相对合成标准不确定度计算如下：。(E)一、石飘元两干Z忑薅弭瓦i五万再石瓦了再石面了干石而一v厂瓦丽谚万1百_丽移万可彳万丽溉了干可门两厂干可百而野厂F面1丽伊一1929相对扩展不确定度的评定取置信概率p=95，按k=2，则相对扩展不确定度U”。l(E)一孟。“吼I(E)=2192=38?SM 01019202-2006铷拉伸杨匠觚扑志澍渊量结果币哟定虞i甲窀BZ0021071 13III 111111111 I1l IIIIII I III版权专有侵权必究书号t 1550662-17240定价： 1400元ooNlNoNo【o【0_高U咐硼帆o舢洲舢冶删l删删iiiii5m。
